[图文]便携式设备电源管理的革新

    访德州仪器便携式电源产品总监Dave Heacock 和模拟产品销售经理王剑

    最近一两年来，“不景气”似乎是电子行业人士经常挂在口头的一句话，但是在嵌入式系统和便携式设备领域，人们看到的依然是飞速增长的速度和推陈出新的产品。在消费者购买便携式设备或手机的时候，电池寿命和便携式设备的待机和使用时间，往往是除产品功能外最重要的参考因素。因此，设计人员对低功耗、高性能、体积小巧的便携式电源系统的需求愈来愈高，同时，他们还需要芯片厂商能提供高集成、高智能与高易用性的电源管理芯片。

　　德州仪器(TI)一直是便携式电源管理芯片方面领导者，为此，本站记者于近日采访了该公司便携式电源管理产品总监 Dave Heacock 和模拟产品销售经理王剑。资历比较老一些的电子工程师都知道原来在电源管理方面比较有名Benchmarq和Unitrode公司，在1998年，Unitrode收购了Benchmarq, 不久，Unitrode又被德州仪器收购。Dave Heacock当时就是Benchmarq公司的总裁，目前在德州仪器专门负责电源管理产品线。

　　Dave Heacock介绍说，电源系统设计一直是整体应用设计中一个十分关键的环节，对便携式应用更是如此。到目前为止，投放到市场中的便携式电源产品已达到30多个类别，而到了2006年， 预计全球便携式电源管理IC市场将实现更大突破。TI拥有这方面的关键技术与制造工艺，可以为设计人员提供了最全面、最先进的便携式电源管理IC产品系列，帮助他们最大程度地简化电源设计和降低开发时间与成本。王剑另外补充，用户的需求，就是该公司创新的目标，厂商要以高集成度、高智能化和设计简便的电源管理IC帮助设计人员开发出更丰富的应用，使便携式应用更为个性化、性能更完善、并且具有更长的电池使用寿命。

　　Dave Heacock和王剑向记者展示了两款TI推出的最新电源管理芯片 bqTINY II 和 bqJunior。其中bqTINY II是一款外形尺寸极小且集成度很高的一节锂离子（Li-Ion）和锂聚合物（Li-Pol）电池充电器, 特别值得一提的是，它不但可以通过AC转换器对便携式设备进行充电，还是通过USB对PDA, 手机，数字相机等设备进行充电，这样，当用户的便携式设备通过USB和PC机进行数据交换或者运算同时，还可以从PC上对便携式设备直接进行充电，为用户提供了极大的方便，并节约了充电的时间。

　　bqTINYⅡ系列电池充电器具有自动的电源选择、功率场效应管（FET）和电流检测器、高精度的电流和电压调节、充电状态指示和终止功能, 而所有这些功能都集成在一块硅芯片上。在USB配置中，主设备（如PDA或蜂窝电话）能够在两种预定的充电率（100mA和500mA）之间进行选择。在AC适配器配置中，集成功率FET允许高达1A的充电电流。一个具有可编程电流调整点的集成电流检测器可提供设计的灵活性并免除增设占用空间的外部检测电阻器的需要。

　　另一款产品是bqJunior，它的突出特点是可实现电池剩余电量和系统运行时间的计算。目前电池容量检测芯片一般都采用电压作为容量计算的参数，然而，电池提供的电压受外部环境温度，充放电时间和次数的影响较大，因此对于剩余电量的估算都不十分准确。与标准的电池监测器不同，bqJunior能够通过对电池放电率和温度的变化来对剩余的电池容量和运行时间的计算进行校正。由于该器件执行的是算法和数据集的计算，因此无需开发和采用代码在主系统处理器中执行那些任务，这有助于减少开发时间和总运行成本。

　　bqJunior型电池电量测量芯片具有一个内部处理器，用来计算电池的剩余电量和系统运行时间（至电池电量耗尽的时间）。该器件采用一个集成化的低偏移电压-频率转换器（VFC），电池的充电和放电电流的测量误差在1%以内。设置于该IC上的一个单独的模-数转换器（A/D）用来测量电池电压和温度。利用这些测量数据，bqJunior通过一个经过验证的算法来精确计算出电池的剩余容量和系统运行时间。

　　主系统处理器只需通过读取bqJunior中的数据就可以得到电池剩余电量、系统运行时间等电池管理的重要信息，其中包括：剩余电量、平均电流、温度、电压以及至电池电能耗尽和充满电的时间。bqJunior采用一个单线通信端口（HDQ协议）来把数据集传送至系统主控制器。

　　目前，bqTINY已经在市场上得到了应用，bqJunior也已经陆续获得定单。遵循TI一贯的风格，这两个系列都是通用性产品，可以应用于不同的系统中。同时，它们也兼顾了个性化定制特性和功能的完善性，其最终目的，是为了让便携式系统电源管理更加精确，效率更加提高，从而使终端产品能获得更长的使用时间。